Einführung in die IEC 61131-3 Programmierung

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Handbuch
Global Drive
PLC Developer Studio
Global Drive
Drive PLC Developer Studio
Einführung in die
IEC 61131-3 Programmierung
Wichtiger Hinweis:
Die Software wird dem Benutzer in der vorliegenden Form zur Verfügung gestellt. Alle Risiken hinsichtlich der Qualität und der durch
ihren Einsatz ermittelten Ergebnisse verbleiben beim Benutzer. Entsprechende Sicherheitsvorkehrungen gegen eventuelle Fehlbedienungen sind vom Benutzer vorzusehen.
Wir übernehmen keine Verantwortung für direkt oder indirekt entstandene Schäden, z. B. Gewinnverluste, Auftragsverluste oder geschäftliche Beeinträchtigungen jeglicher Art.
ã 2003 Lenze Drive Systems GmbH
Ohne besondere schriftliche Genehmigung von Lenze Drive Systems GmbH darf kein Teil dieser Dokumentation vervielfältigt oder
Dritten zugänglich gemacht werden.
Wir haben alle Angaben in dieser Dokumentation mit größter Sorgfalt zusammengestellt und auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Trotzdem können wir Abweichungen nicht ganz ausschließen. Wir übernehmen keine juristische Verantwortung oder Haftung für Schäden, die dadurch eventuell entstehen.Notwendige Korrekturen werden wir in die nachfolgenden Auflagen einarbeiten.
Alle in dieser Dokumentation aufgeführten Markennamen sind Warenzeichen ihrer jeweiligen Besitzer.
Version
2.0 01/2003 TD05
Inhalt
1 Vorwort und Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1
2
Weitere Informationen zur IEC 61131-3-Programmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2 Das Softwaremodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.1
Ressourcen innerhalb einer Konfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1
Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
3
2.2
Programmorganisationseinheiten, POEs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1
Programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2
Funktionsblöcke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3
Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
4
5
6
2.3
Wiederanlaufverhalten der Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
3 Das Kommunikationsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3.1
Zugriffspfade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3.2
Globale Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3.3
Aufrufparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3.4
Kommunikationsbausteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4 Allgemeine Sprachelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.1
Bezeichner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.2
Schlüsselwörter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.3
Kommentare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.4
Literale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.5
Datentypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
4.6
Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
5 Programmiersprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
5.1
Anweisungsliste (AWL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
5.2
Strukturierter Text (ST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
5.3
Ablaufsprache (AS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
5.4
Funktionsplan (FUP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
5.5
Kontaktplan (KOP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
6 Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
6.1
IEC-Schlüsselwörter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
6.2
Konventionen für Lenze Variablenbezeichner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.1
Systembaustein-Bezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.2
Variablentypangabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.3
Datentypangabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.4
Identifikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.5
Signaltypangabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.6
Beispiele für Variablenbezeichner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
20
21
21
22
22
22
6.3
Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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DDS-IEC61131 DE 2.0
1
Vorwort und Allgemeines
1
Vorwort und Allgemeines
Dieses Handbuch gibt Ihnen einen kurzen Überblick über die Norm IEC 61131-3.
Mit der Norm IEC 61131-3 wurde eine Basis für eine einheitliche SPS-Programmierung geschaffen,
die es dem Anwender ermöglichen soll,
• ausgetestete und standardisierte Software-Bausteine wiederzuverwenden,
• Softwareengineering-Methoden für die Erstellung dieser Bausteine einzusetzen,
• Problemlösungsansätze ganzheitlich zu betrachten,
• komplexe Aufgaben in überschaubare Module zu abstrahieren,
• eindeutige Schnittstellen zu definieren,
• Programme durch einen einheitlichen Sprachumfang leichter auf andere Systeme portieren zu
können.
Die im Drive PLC Developer Studio realisierten Programmiersprachen sind konform zu den
Anforderungen der Norm IEC 61131-3.
Neben den deutschsprachigen Begriffen werden in dieser Einführung oftmals auch die
internationalen Begriffe (kursiv in Klammern) mit aufgeführt.
1.1
Weitere Informationen zur IEC 61131-3-Programmierung
• finden Sie im Handbuch zum Drive PLC Developer Studio
• finden Sie im Internet auf der Homepage der PLCopen:
2
DDS-IEC61131 DE 2.0
www.plcopen.org
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Das Softwaremodell
2
Das Softwaremodell
Im Softwaremodell der IEC 61131-3 werden die Begriffe Konfiguration, Ressource, Task, Programm, Funktionsblock und Funktion und deren Zusammenhang beschrieben.
Prinzipiell geht die Norm bei der Definition der Begriffe von einer maximal leistungsfähigen SPS mit
folgenden Eigenschaften aus:
•
•
•
•
2.1
Multiprozessor-fähig
Multitasking-fähig
unbegrenzte Anzahl analoger und digitaler Ein- und Ausgänge
Kommunikationsfähigkeit zu anderen SPS bzw. PC
Ressourcen innerhalb einer Konfiguration
Die oberste Ebene im Softwaremodell bildet die Konfiguration (Configuration), die die Struktur des
Gerätes definiert. Dieses Gerät kann z. B. eine SPS mit mehreren vernetzten Zentraleinheiten
(CPUs) sein.
Eine Konfiguration beinhaltet eine oder mehrere Ressourcen (Resources), die eine Steuerungseinheit (CPU) darstellen.
Die der Ressource zugehörigen Programme werden durch Tasks gesteuert, die eine ablauffähige
Programmeinheit darstellen.
Configuration
Resource
Task
Task
Resource
Resource
Task
DDS001
Abb. 1
Eine Konfiguration mit mehrerer Ressourcen, die wiederum unabhängige Tasks beinhalten können.
2.1.1
Tasks
Tasks können periodisch oder aufgrund eines Ereignisses abgearbeitet werden, zudem werden sie
mit einer Priorität versehen, durch die die Zuteilung von CPU-Zeiten innerhalb der Ressource erfolgt.
Es werden folgende Arten von Tasks unterschieden:
• Zyklische Task
• Zeitgesteuerte Task (INTERVAL-Task)
• Ereignisgesteuerte Task (EVENT-Task)
• Interrupt-Task
Die Deklarierung einer Task besteht aus dem Namen der Task, einem Eintrag für die Priorität, die die
Task haben soll, und einem Eintrag für die Bedingung, unter der die Task ausgeführt werden soll.
Die Bedingung kann entweder ein Zeitintervall sein, nach dem die Task ausgeführt werden soll, ein
Ereignis (steigende Flanke am digitalen Eingang bzw. FALSE/TRUE-Wechsel einer globalen Variable) oder ein Interrupt.
Zu jeder Task können Sie nun eine Folge von Programmen angeben, die von der Task aufgerufen
werden sollen. Diese Programme werden in der angefügten Reihenfolge abgearbeitet.
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DDS-IEC61131 DE 2.0
3
Das Softwaremodell
Für die Ausführung von Tasks gelten folgende Regeln:
• Es wird die Task ausgeführt, deren Bedingung zutrifft, das heißt, wenn z. B. die angegebene
Intervallzeit abgelaufen ist oder bei Ereignissteuerung die angewählte Variable von FALSE auf
TRUE wechselt.
• Haben mehrere Tasks eine gültige Bedingung, dann wird die Task mit der höchsten Priorität
ausgeführt.
• Mehrere Tasks mit gleicher Priorität sind nicht möglich.
(Ausnahme: Priorität 0 = Task gesperrt)
• Wenn während der Abarbeitung einer Task die Bedingung für eine Task höherer Priorität
zutrifft, so wird die Task mit der niedrigeren Priorität unterbrochen und erst nach Beendigung
der höher prioren Task wieder fortgesetzt.
2.2
Programmorganisationseinheiten, POEs
In der IEC1131-3 bezeichnet man Programme (Programs), Funktionsblöcke (Function Blocks) und
Funktionen (Functions) als Programmorganisationseinheiten bzw. POEs (Program Organization
Units, POUs).
Die Eigenschaften einer POE ermöglichen eine weitreichende Modularisierung des Anwenderprogramms und eine Wiederverwendung bereits implementierter und getesteter Software-Bausteine.
Um Programmodulen den Zugriff auf POEs zu ermöglichen, wird mindestens die Deklaration der
Aufrufschnittstelle benötigt. Eine POE steht nach ihrer Deklaration allen anderen POEs global zur
Verfügung.
Task
Program
Function Block
Function Block
Program
Program
Function
Function
Function
Abb. 2
Strukturierung von Programmorganisationseinheiten (POEs) in Programme, Funktionsblöcke und Funktionen
2.2.1
Programme
DDS002
Durch die Zuordnung von Programmen zu einer Task werden die Laufzeiteigenschaften des Gesamtprogramms definiert, welches selbständig in einer CPU ablaufen kann. Ein Programm kann zu
mehreren Tasks gehören, d. h. es werden mehrere Instanzen des Programms mit unterschiedlichen
Laufzeiteigenschaften erzeugt.
4
DDS-IEC61131 DE 2.0
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Das Softwaremodell
2.2.2
Funktionsblöcke
Um typische SPS-Funktionalitäten zu standardisieren, führt die Norm IEC 61131-3 Standard-Funktionen und Funktionsblöcke ein. Diese ”Standard-Bibliothek” bildet eine wichtige Grundlage für eine
einheitliche, herstellerunabhängige Programmierung von SPS-Systemen.
Funktionsblöcke (FBs) können mit integrierten Schaltungen verglichen werden, die eine bestimmte
Steuerungsfunktion beinhalten. Sie werden dazu verwendet, Ein-/Ausgänge sowie interne Variable
zu setzen, dabei werden die Zustände eines Funktionsblockaufrufs von Zyklus zu Zyklus zwischengespeichert. Vom aufrufenden Programm sind nur die Ein- und Ausgangsvariablen des Funktionsblocks ansprechbar. Ein Funktionsblock kann von einem anderen Funktionsblock aufgerufen
werden.
Instanzierung von Funktionsblöcken
In der IEC 61131-3 ist die Instanzierung von Funktionsblöcken vorgesehen. Eine Instanz ist eine
Struktur, in der beim Aufruf eines FBs alle internen sowie Ein- und Ausgabevariablen gespeichert
werden.
Ein Programm, welches FB1 dreimal aufruft, besitzt drei Instanzen des FB1, eine für jeden Aufruf.
Durch diese objektorientierte Vorgehensweise kann die Evaluierung des Programms aufrufgenau
und seiteneffektfrei erfolgen. Zu beachten ist hierbei, daß alle Instanzen den gleichen Programmcode verwenden, d. h. Änderungen am Programmcode wirken sich in allen drei Aufrufen gleich aus.
Moderne Software-Tools wie das Drive PLC Developer Studio helfen mit einer automatischen Deklaration, diese Instanzierung durchzuführen: für einen Aufruf eines FB wird einfach ein Instanzname festgelegt, der die Datenstruktur dieses Aufrufs verwaltet.
Übersicht IEC 61131-3 Standard-Funktionsblöcke
Bistabile Funktionsblöcke
SR/RS
Bistabiler Funktionsblock (dominant setzen/zurücksetzen)
SEMA
Software-Semaphor (unterbrechbar)
Flankenerkennung
R_TRIG/F_TRIG
Detektor für eine ansteigende Flanke//fallende Flanke
Zähler
CTU/CTD
Aufwärtszähler/Abwärtszähler
CTUD
Auf- und Abwärtszähler
Timer
L
TP
Pulsgeber
TON/TOF
Timer on-delay/Timer off-delay
DDS-IEC61131 DE 2.0
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Das Softwaremodell
2.2.3
Funktionen
Im Gegensatz zu FBs können Funktionen ihre internen Werte nicht zwischenspeichern und dürfen
daher keine globalen Variablen verwenden, auf Funktionsbausteine zugreifen und direkt adressierte
Variablen deklarieren. Allen Funktionen gemeinsam ist, daß sie bei gleichen Eingangsparametern
immer die gleichen Ausgangsparameter zurückliefern.
Übersicht IEC 61131-3 Standard-Funktionen
Typkonvertierungsfunktionen
..._TO_...
Konvertierungen zwischen ganzzahligen Zahlentypen
BOOL_TO
BOOL Þ Typ X
TO_BOOL
Typ X Þ BOOL
TIME_TO / TIME_OF_DAY
TIME / TIME_OF_DAY Þ Typ X
DATE_TO / DT_TO
DATE / DATE_AND_TIME Þ Typ X
STRING_TO
STRING Þ Typ X
TRUNC
REAL Þ INT
Numerische Funktionen
ABS
Absolutwert
SQRT
Quadratwurzel
LN
natürlicher Logarithmus
LOG
Logarithmus zur Basis 10
EXP
Exponentialfunktion
SIN
Sinusberechnung in rad
COS
Cosinusberechnung in rad
TAN
Tangensberechnung in rad
ASIN
Arcussinusberechnung in rad
ACOS
Arcuscosinusberechnung in rad
ATAN
Arcustangensberechnung in rad
EXPT
Potenzierung einer Variablen mit einer anderen
STRING-Funktionen
6
LEN
gibt die Länge eines Strings aus
LEFT
liefert einen linken Anfangsstring eines Strings
RIGHT
liefert einen rechten Anfangsstring eines Strings
MID
liefert einen Teilstring eines Strings
CONCAT
Konkatenation (Aneinanderhängen) von zwei Strings
INSERT
fügt einen String ab einer bestimmten Stelle in einen anderen ein
DELETE
löscht ab einer bestimmten Stelle einen Teilstring aus einem String
REPLACE
ersetzt einen Teilstring eines Strings durch einen anderen String
FIND
sucht einen Teilstring in einem String
DDS-IEC61131 DE 2.0
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Das Softwaremodell
Übersicht IEC 61131-3 Standard-Operatoren
Arithmetische Operatoren
ADD
Addition
MUL
Multiplikation
SUB
Subtraktion
DIV
Division
MOD
Restbildung
EXP
Exponentiation
MOVE
Zuweisung
Bit-Shift-Operatoren
SHL
Schieben nach links
SHR
Schieben nach rechts
ROR
Rotieren nach rechts
ROL
Rotieren nach links
Bit-String-Operatoren
AND
Bitweises AND von Bit -Operanden
OR
Bitweises OR von Bit-Operanden
XOR
Bitweises XOR von Bit -Operanden
NOT
Bitweises NOT eines Bit Operanden
Auswahloperatoren
SEL
Binäre Selektion
MAX
Maximum-Bildung
MIN
Minimum-Bildung
LIMIT
Begrenzung
MUX
Multiplexer
Vergleichsoperatoren
2.3
GT
Größer als
LT
Kleiner als
LE
Kleiner oder gleich
GE
Größer oder gleich
EQ
Gleichheit
NE
Ungleichheit
Wiederanlaufverhalten der Steuerung
Ebenfalls im Softwaremodell der IEC 61131-3 definiert ist das Wiederanlaufverhalten der Steuerung.
Kaltstart
Bei einem Kaltstart wird das Programm neu geladen. Alle Variablen werden auf Ihren Initialwert gesetzt. Entweder wird ein Standard-Initialwert (z. B. 0 bzw. FALSE)oder der in der Variablen-Deklaration (optional) angegebene Initialwert gesetzt. Alle Tasks der Ressource werden gestartet.
Warmstart
Bei einem Warmstart (Wiederanlauf) werden die Variablen nicht auf Ihren Initialwert gesetzt, sondern es werden die vor der Unterbrechung im Speicher vorhandenen Werte übernommen.
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DDS-IEC61131 DE 2.0
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Das Kommunikationsmodell
3
Das Kommunikationsmodell
Das Kommunikationsmodell der IEC 61131-3 beschreibt den Datenaustausch der Elemente einer
Konfiguration über
• Zugriffspfade
• Globale Variable
• Aufrufparameter
• Kommunikationsbausteine (IEC 61131-5)
Durch diese eindeutig definierten Schnittstellen soll insbesondere die Modularisierung und dadurch
Wiederverwendbarkeit von Programmteilen gefördert werden.
3.1
Zugriffspfade
Definierte Zugriffspfade dienen den Elementen einer Konfiguration zur Kommunikation untereinander und mit weiteren SPS-Systemen.
3.2
Globale Variable
Globale Variable dienen der einfachen Kommunikation von Programmen untereinander und können
innerhalb einer Konfiguration, einer Ressource und eines Programms deklariert und verwendet
werden.
3.3
Aufrufparameter
Innerhalb von Programmen erfolgt der Datenaustausch über Aufrufparameter, also Ein-/Ausgangsvariablen. Durch Aufrufparameter werden eindeutige Schnittstellen zur Übergabe von Werten definiert.
3.4
Kommunikationsbausteine
Kommunikationsbausteine stellen Kommunikationsdienste zur Verfügung, die im Teil 5 der
IEC 61131 definiert sind, der sich zur Zeit aber noch in Bearbeitung befindet.
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Allgemeine Sprachelemente
4
Zu den allgemeinen Sprachelementen der IEC 61131-3 gehören Bezeichner, Schlüsselworte, Kommentare, Literale, Datentypen sowie Variable, die in den folgenden Unterkapiteln erläutert werden.
4.1
Bezeichner
Über Bezeichner werden Variablen, Funktionen, Programme usw. angesprochen, sie stellen also
den Namen des entsprechenden Elements dar und fördern bei sinnvoller Auswahl die Lesbarkeit
von Programmen.
• Ein Bezeichner ist eine Folge von Buchstaben, Ziffern und Unterstrichen, die mit einem
Buchstaben oder einem Unterstrich beginnen.
Ein Bezeichner darf
• keine Leerstellen und Umlaute enthalten,
• nicht doppelt deklariert werden,
• und nicht identisch mit Schlüsselwörtern sein.(^Kapitel 4.2)
Tip!
Die Konventionen, die für die Bezeichner der Variablen von Lenze Systembausteinen,
Funktionsblöcken und Funktionen verwendet werden, sind im Anhang aufgeführt. (^ 20)
4.2
Schlüsselwörter
Schlüsselwörter sind eindeutige Kombinationen von Zeichen, die als individuelle Syntax-Elemente
angewendet werden.
• Schlüsselwörter dürfen nicht als Bezeichner verwendet werden.
Beispiele für Schlüsselwörter der IEC 61131-3
ABS, SIN, BOOL, FALSE, TRUE, FOR, NEXT, IF, THEN, VAR, GLOBAL, DATE, TIME, FUNCTION
4.3
Kommentare
Kommentare zu Programmteilen fördern dessen Nachvollziehbarkeit und dienen somit als wichtiges Dokumentationsmittel. Kommentare sind in allen Texteditoren und dort an beliebiger Stelle erlaubt und müssen in die speziellen Zeichenfolgen (* und *) eingeschlossen werden. Auch können zu
jedem Netzwerk Kommentare eingegeben werden, um dessen Funktionalität zu dokumentieren.
4.4
Literale
Ein Literal in der IEC 61131-3 ist entweder eine Zeichenfolge, eine Zahl oder eine Zeitangabe.
Zeichenfolgen
Zeichenfolge-Literale sind Sequenzen von 0 oder mehr Zeichen, die durch einfache Anführungszeichen eingeschlossen sind (z. B. ’Zeichenfolge’).
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DDS-IEC61131 DE 2.0
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Zahlen
Es gibt zwei Arten von numerischen Literalen, ganzzahlige Literale (Integer)und reelle Literale (Real).
Ganzzahlige Literale können mit einer Basis definiert werden, dezimale Zahlen können desweiteren
Vorzeichen (+ oder -) enthalten. Bei reellen Literalen ist auch die Angabe mit Exponent möglich.
Kennzeichnung
Beispiel
Ganzzahlige Literale (Integer)
dezimal
10
binär
2#
2#1010
oktal
8#
8#12
hexadezimal
16#
16#A
E
-12.50
15.7E4
Reelle Literale (Real)
ohne Exponent
mit Exponent
Zeiten
Es gibt zwei Arten von zeitlichen Literalen, Zeitdauer und Tageszeit/Datum.
Kennzeichnung
Beispiel
T# oder TIME#
T#10ms
Datum
D# oder #DATE
D#1999-08-29
Tageszeit
TOD# oder #TIME_OF_DAY
TOD#15:36:30
Datum und Tageszeit
DT# oder #DATE_AND_TIME
DT#1999-08-29-15:36:30
Zeitdauer
Tageszeit/Datum
4.5
Datentypen
In der IEC 61131-3 sind verschiedene Standard-Datentypen definiert, aus denen abgeleitete und
benutzerdefinierte Datentypen zusammengestellt werden können. Jedem Bezeichner wird ein Datentyp zugeordnet, der festlegt, wieviel Speicherplatz reserviert wird und welche Werte dem Speicherinhalt entsprechen.
Standard-Datentypen:
• BOOL (Wahrheitswerte TRUE/FALSE)
• BYTE, WORD, DWORD, SINT, USINT, INT, UINT, DINT, UDINT (Ganzzahlige Datentypen)
• REAL (Gleitpunktdatentyp)
• STRING (Zeichenkette)
• TIME, TIME_OF_DAY, DATE, DATE_AND_TIME (Zeitdatentypen)
Definierte Datentypen:
• ARRAY (ein-, zwei-, dreidimensionales Feld)
• POINTER (beinhaltet Adresse von Variable/Funktionsblock zur Laufzeit des Programms)
• Aufzählungstyp (Enumerated , besteht aus einer Menge von Stringkonstanten)
• STRUCT (Struktur)
• Referenz (erzeugt alternativen Namen für Variable/Konstante/Funktionsblock)
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4.6
Variable
In der IEC 61131-3 sind fünf unterschiedliche Variablenklassen definiert:
• Globale Variablen
• Lokale Variablen
• Eingabevariablen
• Ausgabevariablen
• Ein- und Ausgabevariablen
Während Lokale Variable keine Verbindung nach außen haben, also nur innerhalb des Programmteils auf sie zugegriffen werden kann, sind Globale Variable von allen POEs aus ansprechbar.
Eingabe, Ausgabe- sowie Ein-/Ausgabevariablen werden bezogen auf ein Programm, eine Funktion
oder einen Funktionsblock. Innerhalb der zugeordneten POE können sie lesend und schreibend verändert werden, außerhalb nur in der definierten Weise (Eingabe, Ausgabe bzw. Ein- und Ausgabe).
Die Deklaration der Variablen erfolgt im Quelltext zwischen den Schlüsselwörtern VAR und
END_VAR. Grundsätzlich wird nach einem Kaltstart jede Variable initialisiert. Der Grundwert (Default)
beträgt üblicherweise 0 oder FALSE. Eine anwenderspezifische Initialisierung mit einem anderen
Wert ist mit dem Zeichen “:=” innerhalb der Deklaration möglich.
Variablen-Attribute:
Bei der Deklaration einer Variable können zusätzlich folgende Attribute verwendet werden:
• RETAIN: Diese Variablen behalten ihren Wert auch nach einem Stromausfall. Bei erneutem
Start des Programms wird mit den gespeicherten Werten weitergearbeitet.
• CONSTANT: Variablenwerte können nicht geändert werden.
• AT: Variablen besitzen einen festen Platz im Speicherabbild (feste Adresse)
Beispiel: Deklaration einer Ausgabevariable mit Initialisierungswert
VAR_OUTPUT
par_out1 : INT := 10;
END_VAR
(* Output-Parameter 1 mit Startwert 10 *)
Fest adressierte Variablen
Bei der Deklaration können Variablen einem physikalischen Speicherort (SPS-Adresse) mit dem
Schlüsselwort AT zugeordnet werden.
Der Aufbau der Adreßangabe erfolgt mittels spezieller Zeichenreihen. Die Zeichenreihe beginnt mit
einem Prozentzeichen ”% ”, gefolgt von einem Bereichspräfix und einem Präfix (Datentyp) für die
Größe, und endet mit einer Zahlenfolge, die den direkten Speicherort angibt.
Bereichspräfixe: I (Eingang), Q (Ausgang), M (Merker, interner Speicherbereich)
Präfix für die Größe: X (Einzelbit), B (Byte, 8 Bits), W (Wort, 16 Bits), D (Doppelwort, 32 Bits)
Beispiele:
L
%QX1.0.2
%IW1.0.1
%MB7
%MW1
%MD3
%MX1.2
Ausgangsbit 2
Eingangsbit 1
Merkerbyte 7
Merkerwort 1
Merkerdoppelwort 3
drittes Merkerbit im Merkerwort 1
DDS-IEC61131 DE 2.0
11
Programmiersprachen
5
Programmiersprachen
In der IEC 61131-3 sind folgende fünf Programmiersprachen definiert:
• AWL: Anweisungsliste (Instruction List, IL)
• ST: Strukturierter Text (Structured Text)
• AS: Ablaufsprache (Sequential Function Chart, SFC)
• FUP: Funktionsplan (Function Block Diagram, FBD)
• KOP: Kontaktplan (Ladder Diagram, LD)
Jede Sprache für sich hat spezielle Anwendungsfälle bzw. Ausprägungen, die zur Lösung von bestimmten Problemfällen besonders geeignet sind.
5.1
Anweisungsliste (AWL)
(Instruction List, IL)
Die Anweisungsliste ist mit der Sprache Assembler vergleichbar und besteht aus einer Folge von
Anweisungen.
• Jede Anweisung beginnt in einer neuen Zeile, beinhaltet einen Operator und, je nach Art der
Operation, einen oder mehrere durch Kommata abgetrennte Operanden.
• Vor einer Anweisung kann sich eine Identifikator-Marke befinden, gefolgt von einem
Doppelpunkt (:).
• Ein Kommentar kann zusätzlich eingetragen werden.
• Leere Zeilen können zwischen Anweisungen eingefügt werden.
Beispiel:
LD
17
ST
lint
GE
5
JMPC next
LD
idword
EQ
istruct.sdword
STN test
next:
12
(* Kommentar *)
DDS-IEC61131 DE 2.0
L
Programmiersprachen
5.2
Strukturierter Text (ST)
(Structured Text)
Der Strukturierte Text besteht aus einer Reihe von Anweisungen, die wie in Hochsprachen bedingt
(IF..THEN..ELSE) oder in Schleifen (WHILE..DO) ausgeführt werden können.
Neben der leistungsfähigen Schleifenprogrammierung und der Möglichkeit konditionierter Befehle
können auch mathematische Funktionen hervorragend abgebildet werden, zudem ist Strukturierter
Text eine sehr gut lesbare und verständliche Programmiersprache.
Beispiel:
IF value < 7 THEN
WHILE value < 8 DO
value := value + 1;
END_WHILE;
END_IF;
Anweisungen (Überblick)
L
Anweisungsart
Beispiel
Zuweisung durch Zuweisungsoperator
A:=B;
CV:=CV + 1;
C:=SIN(X);
Aufruf eines Funktionsblocks,
Benutzung der FB-Ausgabe
CMD_TMR(IN:=%IX5, PT:=300);
A:=CMD_TMR.Q
RETURN
RETURN;
IF-Bedingung
D:=B*B;
IF D<0.0 THEN
C:=A;
ELSIF D=0.0 THEN
C:=B;
ELSE
C:=D;
END_IF;
CASE-Auswahl
CASE INT1 OF
1: BOOL1:=TRUE;
2: BOOL2:=TRUE;
ELSE
BOOL1:=FALSE;
BOOL2:=FALSE;
END_CASE;
FOR-Schleife
J:=101;
FOR I:=1 TO 100 BY 2 DO
IF ARR[I]=70 THEN
J:=I;
EXIT;
END_IF;
END_FOR;
WHILE-Schleife
J:=1;
WHILE J<=100 AND ARR[J]<>70 DO
J:=J+2;
END_WHILE;
REPEAT-Schleife
J:=-1;
REPEAT
J:=J+2;
UNTIL J= 101 OR ARR[J]=70
END_REPEAT;
EXIT
EXIT;
Leere Anweisung
;
DDS-IEC61131 DE 2.0
13
Programmiersprachen
5.3
Ablaufsprache (AS)
(Sequential Function Chart, SFC)
Die Ablaufsprache ist eine graphisch orientierte Sprache, die es ermöglicht, die zeitliche Abfolge
verschiedener Aktionen innerhalb eines Programms zu beschreiben.
Ein in Ablaufsprache geschriebener Baustein besteht aus einer Folge von Schritten, die über gerichtete Verbindungen (Transitionen) miteinander verbunden sind.
Abb. 3
Beispiel für ein Netzwerk in der Ablaufsprache
Die grafische Darstellung von Transitionen und Schritten erinnert an ein Flußdiagramm, ist sehr gut
lesbar und eignet sich hervorragend für die Programmierung übergeordneter Zustandsabläufe.
Schritte
Ein Schritt besteht aus einem Flag und einer oder mehreren zugewiesenen Aktionen oder boolschen
Variablen.
• Die Aktionen von Schritten liegen getrennt von den Schritten vor und können innerhalb ihres
Bausteins mehrfach verwendet werden.
• Über sogenannte Bestimmungszeichen (Qualifier) werden die Aktionen und boolschen
Variablen aktiviert und deaktiviert, zum Teil mit zeitlichen Verzögerungen.
• Da eine Aktion immer noch aktiv sein kann, auch wenn bereits der nächste Schritt
abgearbeitet wird, z. B. durch das Bestimmungszeichen S (Set), kann man Nebenläufigkeiten
erreichen.
Aktionen
Eine Aktion kann eine Folge von Instruktionen in AWL oder in ST, eine Menge von Netzwerken in FUP
oder in KOP oder wieder eine Ablaufstruktur (AS) enthalten.
14
DDS-IEC61131 DE 2.0
L
Programmiersprachen
Transitionen
Zwischen den Schritten liegen sogenannte Transitionen. Der einer Transition folgende Schritt wird
aktiv, wenn die Transitionsbedingung TRUE ist.
Folgende Transitionsbedingungen sind möglich:
• eine Boolsche Variable
• eine Boolsche Adresse
• eine Boolsche Konstante (TRUE)
• eine Folge von Instruktionen mit einem Boolschen Ergebnis in ST-Syntax ((i<=100) AND b)
• eine Folge von Instruktionen ausprogrammiert in einer beliebigen Sprache
Alternativverzweigungen
Zwei oder mehr Zweige in AS können als Alternativverzweigungen definiert werden.
• Jeder Alternativzweig muß mit einer Transition beginnen und enden.
• Alternativverzweigungen können Parallelverzweigungen und weitere Alternativverzweigungen
beinhalten.
• Eine Alternativverzweigung beginnt an einer horizontalen Linie (Alternativanfang) und endet an
einer horizontalen Linie (Alternativende) oder mit einem Sprung.
• Wenn der Schritt, der der Alternativanfangslinie vorangeht, aktiv ist, dann wird die erste
Transition jeder Alternativverzweigung von links nach rechts ausgewertet. Die erste Transition
von links, deren Transitionsbedingung den Wert TRUE hat, wird geöffnet und die
nachfolgenden Schritte werden aktiviert.
Parallelverzweigungen
Zwei oder mehr Verzweigungen in AS können als Parallelverzweigungen definiert werden.
• Jeder Parallelzweig muß mit einem Schritt beginnen und enden.
• Parallelverzweigungen können Alternativverzweigungen oder weitere Parallelverzweigungen
beinhalten.
• Eine Parallelverzweigung beginnt bei einer doppelten Linie (Parallelanfang) und endet bei
einer doppelten Linie (Parallelende) oder mit einem Sprung.
• Wenn der der Parallelanfangs-Linie vorangehende Schritt aktiv ist, und die
Transitionsbedingung nach diesem Schritt den Wert TRUE hat, dann werden die ersten
Schritte aller Parallelverzweigungen aktiv. Diese Zweige werden nun alle parallel zueinander
abgearbeitet.
• Der Schritt nach der Parallelende-Linie wird aktiv, wenn alle vorangehenden Schritte aktiv
sind, und die Transitionsbedingung vor diesem Schritt den Wert TRUE liefert.
Sprünge
Ein Sprung ist eine Verbindung zu dem Schritt, dessen Name unter dem Sprungsymbol angegeben
ist.
Sprünge werden benötigt, weil es nicht erlaubt ist, nach oben führende oder sich überkreuzende
Verbindungen zu schaffen.
L
DDS-IEC61131 DE 2.0
15
Programmiersprachen
5.4
Funktionsplan (FUP)
(Function Block Diagram, FBD)
Der Funktionsplan ist eine graphisch orientierte Programmiersprache.
Er arbeitet mit einer Liste von Netzwerken, wobei jedes Netzwerk eine Struktur enthält, die jeweils
einen logischen bzw. arithmetischen Ausdruck, den Aufruf eines Funktionsblocks, einen Sprung
oder eine Return-Anweisung darstellt. Ausgänge von Funktionsblöcken werden mit Eingängen folgender Funktionsblöcke verbunden, Sprünge und Rücksprunge erleichtern die Programmierung.
Basierend auf definierten Funktionsblöcken lassen sich mit dem Funktionsplan beliebige Programmabläufe mit Hilfe von Verbindungselementen vollgrafisch realisieren. Zudem trägt die schematische Darstellung des Datenflusses dazu bei, Programmabläufe transparent zu halten.
Wie auch bei der 9300 Servo PLC und der Drive PLC werden häufig Hardwarekomponenten mit
den zugehörigen Funktionsblöcken angeboten, so daß sowohl auf Hard-, als auch auf SoftwareEbene korrespondierende Module existieren.
Abb. 4
Beispiel für ein Netzwerk im Funktionsplan
5.5
Kontaktplan (KOP)
(Ladder Diagramm, LD)
Der Kontaktplan ist eine graphisch orientierte Programmiersprache, die dem Prinzip einer elektrischen Schaltung angenähert ist.
Einerseits eignet sich der Kontaktplan dazu, logische Schaltwerke zu konstruieren, andererseits
kann man aber auch Netzwerke wie im FUP erstellen. Daher kann der Kontaktplan sehr gut dazu
benutzt werden, um den Aufruf von anderen Bausteinen zu steuern.
Der Kontaktplan besteht aus einer Folge von Netzwerken.
Ein Netzwerk wird auf der linken und rechten Seite von einer vertikalen Stromleitung begrenzt. Dazwischen befindet sich ein Schaltplan aus Kontakten, Spulen und Verbindungslinien, die von links
nach rechts den Zustand ”AN” oder ”AUS” (TRUE oder FALSE) weitergeben:
Abb. 5
16
Beispiel für ein Netzwerk im Kontaktplan
DDS-IEC61131 DE 2.0
L
Programmiersprachen
Kontakte
Hat die zu einem Kontakt gehörige boolsche Variable den Wert TRUE, dann wird der Zustand ”AN”
über die Verbindungslinie von links nach rechts weitergegeben, sonst erhält die rechte Verbindung
den Wert ”AUS”.
• Kontakte können parallel geschaltet sein, dann muß einer der Parallelzweige den Wert ”AN”
übergeben, damit die Parallelverzweigung den Wert ”AN” übergibt.
• Kontakte können in Reihe geschaltet sein, dann müssen alle Kontakte den Zustand ”AN”
übergeben, damit der letzte Kontakt den Zustand ”AN” weitergibt.
• Ein Kontakt kann auch negiert sein, erkennbar am Schrägstrich im Kontaktsymbol. Er gibt
dann den Eingangszustand weiter, wenn sein Zustand ”AUS” (FALSE) ist.
Spulen
Auf der rechten Seite eines Netzwerks im KOP befindet sich eine beliebige Anzahl sogenannter Spulen, dargestellt durch Klammern.
• Eine Spule gibt den Wert der Verbindungen von links nach rechts weiter, und kopiert ihn in
eine zugehörige boolsche Variable.
• An der Eingangslinie kann der Wert ”AN” oder ”AUS” anliegen (entsprechend den boolschen
Werten TRUE bzw. FALSE).
• Spulen können nur parallel geschaltet werden.
• Eine Spule kann auch negiert sein, erkennbar am Schrägstrich im Spulensymbol. Sie kopiert
dann den negierten Wert in die zugehörige boolsche Variable.
Set/ Reset-Spulen
Eine Spule kann auch als Set oder Reset-Spule definiert sein.
Eine Set-Spule (erkennbar am ”S” im Spulensymbol) kann den Zustand ”AN” annehmen, daraufhin
aber nicht mehr den Zustand ”AUS”.
• Wenn die boolsche Variable der Set-Spule einmal auf TRUE gesetzt wurde, dann kann sie
daraufhin nicht mehr auf FALSE gesetzt werden.
Eine Reset-Spule (erkennbar am ,R’ im Spulensymbol)kann den Zustand ”AUS” annehmen, daraufhin aber nicht mehr den Zustand ”AN”.
• Wenn die boolsche Variable der Reset-Spule einmal auf FALSE gesetzt wurde, dann kann sie
daraufhin nicht mehr auf TRUE gesetzt werden.
Funktionsblöcke im Kontaktplan
Neben Kontakten und Spulen können Sie im Kontaktplan auch Funktionsblöcke und Programme
eingeben.
Funktionsblöcke bzw. Programme müssen im Netzwerk einen Eingang und einen Ausgang mit boolschen Werten haben und können an denselben Stellen verwendet werden wie Kontakte, d. h. auf
der linken Seite des KOP-Netzwerks.
L
DDS-IEC61131 DE 2.0
17
Anhang
6
Anhang
6.1
IEC-Schlüsselwörter
Schlüsselwörter sind eindeutige Kombinationen von Zeichen, die als individuelle Syntax-Elemente
angewendet werden.
• Schlüsselwörter dürfen nicht als Bezeichner verwendet werden.
• Zu den Schlüsselwörtern im Drive PLC Developer Studio gehören auch die Namen der
Lenze-Funktionsblöcke, die immer mit ”L_” beginnen (L_ABS, L_ADD, ...).
Reservierte Schlüsselwörter für Programmiersprachen der IEC 61131-3:
18
ABS
ANY
ARRAY
ACOS
ANY_BIT
ASIN
ACTION
ANY_DATE
AT
ADD
ANY_INT
ATAN
AND
ANY_NUM
ANDN
ANY_REAL
BOOL
BY
BYTE
CAL
CLK
CTU
CALC
CONCAT
CTUD
CALCN
CONFIGURATION
CU
CASE
CONSTANT
CV
CD
COS
CDT
CTD
DATE
DS
DATE_AND_TIME
DT
DELETE
DWORD
DINT
DIV
DO
ELSE
END_FUNCTION
END_RESOURCE
END_WHILE
EXP
ESIF
END_ACTION
END_FUNCTION_BLOCK
END_STEP
END_STRUCT
EN
ENO
EXPT
END_CASE
END_IF
END_TRANSITION
EQ
END_CONFIGURATION
END_PROGRAM
END_TYPE
ET
END_FOR
END_REPEAT
END_VAR
EXIT
FALSE
FUNCTION
F_EDGE
FUNCTION_BLOCK
F_TRIG
FIND
FOR
FROM
GE
GT
IF
IN
INITIAL_STEP
INSERT
INT
INTERVAL
JMP
JMPC
JMPCN
L
LIMIT
LWORD
LD
LINT
LDN
LN
LE
LOG
LEFT
LREAL
LEN
LT
MAX
MUX
MID
MIN
MOD
MOVE
MUL
N
NE
NEG
NOT
OF
ON
OR
ORN
DDS-IEC61131 DE 2.0
L
Anhang
L
P
PRIORITY
PROGRAM
PT
Q
Q1
QU
QD
R
RELEASE
RETC
RS
R1
REPEAT
RETCN
RTC
R_TRIG
REPLACE
RETURN
R_EDGE
READ_ONLY
RESOURCE
RIGHT
READ_WRITE
RET
ROL
REAL
RETAIN
ROR
S
SHR
SR
SUB
S1
SIN
ST
SD
SINGLE
STEP
SEL
SINT
STN
SEMA
SL
STRING
SHL
SQRT
STRUCT
TAN
TOD
TYPE
TASK
TOF
THEN
TON
TIME
TP
TIME_OF_DAY
TRANS
TO
TRUE
UDINT
UINT
ULINT
UNTIL
VAR
VAR_OUTPUT
VAR_ACCESS
VAR_EXTERNAL
WHILE
WITH
WORD
XOR
XORN
VAR_GLOBAL
DDS-IEC61131 DE 2.0
PV
USINT
VAR_INPUT
VAR_IN_OUT
19
Anhang
6.2
Konventionen für Lenze Variablenbezeichner
Dieses Kapitel stellt Ihnen die Konventionen vor, die für die Variablenbezeichner der Lenze Systembausteine, Funktionsblöcke sowie Funktionen verwendet werden, um eine einheitliche und durchgängige Benennung zu gewährleisten und dadurch die Lesbarkeit von SPS-Programmen zu fördern.
Tip!
Die von Lenze verwendeten Konventionen basieren auf der sogenannten “Ungarischen Notation”,
wodurch anhand des Bezeichners sofort auf die wichtigsten Eigenschaften (z. B. den Datentyp)der
entsprechenden Variable geschlossen werden kann.
Ein Bezeichner setzt sich zusammen aus
• einer Systembaustein-Bezeichnung (nur bei Bezeichnern von Systembaustein-Variablen)
• einer Variablentypangabe (optional)
• einer Datentypangabe
• einem Identifikator (dem “eigentlichen” Namen der Variablen)
• einer Signaltypangabe (optional)
6.2.1
Systembaustein-Bezeichnung
(nur bei Bezeichnern von Systembaustein-Variablen)
Der Zugriff auf die Ein-/Ausgänge eines Systembausteins erfolgt direkt über entsprechende
I/O-Variablen.
Um kenntlich zu machen, welchem Systembaustein eine solche I/O-Variable zugeordnet ist, wird
dem Bezeichner der Name des entsprechenden Systembausteins gefolgt von einem Unterstrich
vorgesetzt.
Beispiele für Systembaustein-Bezeichnungen:
AIN_
CAN1_
DIGIN_
20
DDS-IEC61131 DE 2.0
L
Anhang
6.2.2
Variablentypangabe
Die Variablentypangabe kann optional verwendet werden, um im Bezeichner den Variablentyp mit
anzugeben:
6.2.3
Variablentypangabe (optional)
Bedeutung
I_
VAR_INPUT
Q_
VAR_OUTPUT
IQ_
VAR_IN_OUT
R_
VAR RETAIN
C_
VAR CONSTANT
CR_
VAR CONSTANT RETAIN
g_
VAR_GLOBAL
gR_
gC_
VAR_GLOBAL RETAIN
VAR_GLOBAL CONSTANT
gCR_
VAR_GLOBAL CONSTANT RETAIN
Datentypangabe
Die Datentypangabe gibt Aufschluß darüber, von welchen Datentyp die entsprechende Variable ist:
Datentypangabe
Bedeutung
b
Bool
by
n
Byte
Integer
w
Word
dn
Double Integer
dw
Double Word
s
String
f
Real (Float)
sn
Short Integer
t
Time
un
Unsigned Integer
udn
Unsigned Double Integer
usn
Unsigned Short Integer
Handelt es sich bei der Variable um ein Array oder einen Zeiger (Pointer), so wird dies zusätzlich vor
der eigentlichen Datentypangabe mit angegeben:
Datentypangabe (optional)
Bedeutung
a
Array (zusammengesetzter Typ), Feld
p
Zeiger (pointer)
Beispiele für Datentypangaben:
L
aby
(Array vom Datentyp Byte)
dn
(Double Integer)
pdn
(Zeiger auf Double Integer)
DDS-IEC61131 DE 2.0
21
Anhang
6.2.4
Identifikator
Der Identifikator ist der “eigentliche” Name der Variable und sollte auf den Verwendungszweck bzw.
die Funktion der Variable hinweisen.
• Der Identifikator beginnt immer mit einem Großbuchstaben.
• Setzt sich ein Identifikator aus mehreren ”Worten” zusammen, so beginnt jedes “Wort” mit
einem Großbuchstaben.
• Alle anderen Buchstaben werden klein geschrieben.
Beispiele für Identifikatoren:
JogValue
NumberOfValues
CurrentSelectedJogValue
6.2.5
Signaltypangabe
Den meisten Ein- und Ausgängen von Lenze-Funktionsblöcken/Systembausteinen kann ein bestimmter Signaltyp zugeordnet werden, wobei zwischen digitalen, analogen, Lage- sowie Drehzahlsignalen unterschieden wird.
Dem Bezeichner der entsprechenden Ein-/Ausgangsvariable wird eine Endung (angeführt mit einem Unterstrich) angefügt, die angibt, um welchen Signaltyp es sich handelt.
Signaltyp
6.2.6
22
Endung
Speicherplatz
Normierung
(externe Größe ≡ interne Größe)
Bisherige
Kennung
analog
_a
(analog)
16 Bit
100 % ≡ 16384
H
digital
Winkeldifferenz oder Drehzahl
_b
_v
(binary)
(velocity)
16 Bit
15000 rpm ≡ 16384
G
F
Winkel oder Lage
_p
(position)
32 Bit
1 Motorumdrehung ≡ 65535
E
Beispiele für Variablenbezeichner
Variablenbezeichner
zugehöriger
Systembaustein
Variablentyp
Datentyp
Signaltyp
Verwendungszweck/Funktion
g_anFixSetSpeedValue_a
-
VAR_GLOBAL
Array (Integer)
analog
Array für fixe Sollwerte
CAN2_nOutW1_a
CAN2_IO
-
Integer
analog
Ausgangswort 1 vom CAN2_OUT
AOUT1_nOut_a
AOUT1
-
Integer
analog
Auszugebendes Analogsignal
bQSP_b
-
-
Bool
binary
(TRUE/FALSE)
Auslösen von Quickstop
byFunction
-
-
Byte
-
Funktionsauswahl
dnIn1_p
-
-
Double Integer
position
Winkeleingangssignal 1
nVp
-
-
Integer
-
Verstärkung
DDS-IEC61131 DE 2.0
L
Anhang
6.3
L
Glossar
Ablaufsprache
Ablaufsprache AS (Sequential Function Chart - SFC) ist eine Programmiersprache zur Beschreibung sequentieller und paralleler Steuerungsabläufe mit Zeit- und Ereignis-Steuerung.
Aktion
Boolsche Variable oder eine Reihe von Anweisungen, die über einen Aktionsblock angesteuert werden
können, in AS.
Aktionsblock
Aktivierungsbeschreibung von Aktionen in AS.
Aktuelles Ergebnis
Zwischenergebnis in AWL von beliebigem Datentyp.
Anweisungsliste
Anweisungsliste (Instruction List - IL) ist eine weit verbreitete Assembler-ähnliche Programmiersprache
für SPS-Systeme.
AS
Abk. für Ablaufsprache.
AWL
Abk. für Anweisungsliste.
Baustein
(Unter-) Programmeinheit, aus denen SPS-Programme zusammengesetzt werden. Bausteine können oft
unabhängig voneinander in die SPS geladen werden. Vgl. POE.
CPU
Zentraleinheit (Central Processing Unit), z. B. einer SPS.
Deklaration
Bekanntgabe von Variablen und FB-Instanzen in einem Deklarationsblock unter Angabe eines Bezeichners, des Datentyps bzw. FB-Typs sowie ggf. Anfangswerte, Bereichsangabe und Feldeigenschaften.
Deklarationsblock
Zusammenfassung von Deklarationen einer Variablenart zu Beginn der POE.
Elementarer Datentyp
Ein durch die IEC 61131-3 vordefinierter Standard-Datentyp.
Erweiterung von Funktionen
Eine Funktion kann eine variable Anzahl von Eingängen besitzen.
FB
Abk. für Funktionsblock (Function Block), oftmals wird hierfür auch der Begriff “Funktionsbaustein” verwendet.
FB-Instanz
siehe Instanz
FB-Typ
Name eines Funktionsblocks mit Aufruf- und Rückgabeschnittstelle.
FBD
Function Block Diagram, siehe Funktionsplan
Funktion
Eine POE vom Typ Function
Funktionsbaustein
siehe Funktionsblock
Funktionsblock
Eine POE vom Typ Function_Block
Funktionsplan
Der Funktionsplan (Function Block Diagram) besteht aus einer Liste von Netzwerken, in denen sich beliebige Programmabläufe mit Hilfe von Verbindungselementen vollgrafisch realisieren lassen.
FUP
siehe Funktionsplan
IL
Instruction List, siehe Anweisungsliste
Indirekter FB-Aufruf
Aufruf einer FB-Instanz, dessen Name als VAR_IN_OUT-Parameter einer POE übergeben wurde.
Instanz
Strukturierter Datensatz eines FBs durch Deklaration eines Funktionsblocks unter Angabe des FB-Typs.
KOP
Abk. für Kontaktplan.
Konfiguration
Die Konfiguration (Configuration) definiert die Struktur der SPS, sie bildet die oberste Ebene im Softwaremodell der IEC 61131-3.
Kontaktplan
Kontaktplan (Ladder Diagram - LD) ist eine Programmiersprache zur Beschreibung von Netzwerken mit
gleichzeitig arbeitenden boolschen, elektromechanischen Elementen wie Kontakten und Spulen.
LD
Ladder Diagram, siehe Kontaktplan
POE
Abk. für Programmorganisationseinheit (Program Organization Unit - POU)
POU
Program Organization Unit, siehe Programmorganisationseinheit
Programmorganisationseinheit
Ein Baustein der IEC 61131-3 des Typs Funktion, Funktionsblock oder Programm, aus dem Anwenderprogramme hierarchisch aufgebaut werden.
Ressource
Eine Ressource (Resource) stellt innerhalb einer Konfiguration eine Zentraleinheit (CPU) dar.
Schritt
Zustandsknoten in einem AS-Programm, in dem Anweisungen der zu einem Schritt zugehörigen Aktion
angestoßen werden.
SFC
Sequential Function Chart, siehe Ablaufsprache
SPS
Speicherprogrammierbare Steuerung (Programmable Controller).
DDS-IEC61131 DE 2.0
23
Anhang
24
ST
Abk. für Strukturierter Text.
Standard-Funktionen
Menge der durch die IEC 61131-3 fest vordefinierten Funktionen zur Realisierung SPS-typischer Funktionalität.
Standard-Funktionsbausteine
siehe Standard-Funktionsblöcke
Standard-Funktionsblöcke
Menge der durch die IEC 61131-3 fest vordefinierten Funktionsblöcke (Function Blocks) zur Realisierung
SPS-typischer Funktionalität.
Strukturierter text
Strukturierter Text (Structured Text) ist eine Programmiersprache zur Beschreibung von Algorithmen und
Ausführungssteuerung mit den Mitteln einer modernen Hochsprache.
Task
Definition von Laufzeiteigenschaften eines Programms.
Transition
Übergang von einem AS-Schritt zum nächsten durch Auswertung der Transitionsbedingung.
Typdefinition
Definition eines benutzerspezifischen Datentyps auf der Basis bereits vorhandener Datentypen.
Variable
Bezeichnung eines Datenspeichers, der Werte annehmen kann, die durch den Datentyp sowie Angaben
bei der Variablen-Deklaration festgelegt werden.
Zyklus
Ein Durchlauf des (periodisch aufgerufenen) Anwenderprogramms.
Zykluszeit
Die Zeit, die ein Anwenderprogramm für einen Zyklus benötigt.
DDS-IEC61131 DE 2.0
L

Einführung in die IEC 61131-3 Programmierung

Transcription

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